Mom電容的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種MOM電容，由多層金屬線(xiàn)圈組成，每一層金屬線(xiàn)圈都是由兩條金屬子線(xiàn)圈嵌套形成，每一層的兩條金屬子線(xiàn)圈之間形成橫向電容結(jié)構(gòu)，即由兩條金屬子線(xiàn)圈組成電容的兩個(gè)極板，上下相鄰兩側(cè)的兩條金屬子線(xiàn)圈通過(guò)通孔連接在一起。本發(fā)明MOM電容兩個(gè)極板都分別由金屬線(xiàn)圈組成，由于金屬線(xiàn)圈具有較大的寄生電感，從而能夠提高M(jìn)OM電容的等效電容、增加電容密度并減少電路面積。
【專(zhuān)利說(shuō)明】MOM電容
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路器件，特別是涉及一種金屬-氧化物-金屬(MOM)電容。
【背景技術(shù)】
[0002]電容在射頻電路中應(yīng)用非常廣泛，如金屬-絕緣層-金屬(MiM)電容和MOM電容，但是電容往往也是非常占用面積器件，其電容密度也比較小。隨著集成度的需求越來(lái)越高，對(duì)電容密度的要求也越來(lái)越高。
[0003]現(xiàn)有MiM電容的電容密度一般為2fF/μ m2左右，現(xiàn)有MOM電容結(jié)構(gòu)有為三種結(jié)構(gòu)。
[0004]如圖1所示，是現(xiàn)有第一種MOM電容的結(jié)構(gòu)示意圖；第一種MOM電容為水平條桿結(jié)構(gòu)(Horizontal Barsm，HB)，包括多層金屬層，每層金屬層都包括有金屬條101和102，各層的相鄰的金屬條101和102之間形成橫向結(jié)構(gòu)的電容。上下兩個(gè)相鄰層之間的金屬條101和102重疊并形成縱向結(jié)構(gòu)的電容。每一層的金屬條101和102可以結(jié)構(gòu)一樣。
[0005]如圖2所示，是現(xiàn)有第二種MOM電容的結(jié)構(gòu)示意圖；第二種MOM電容為沒(méi)有通孔的編織狀結(jié)構(gòu)(Woven No Via，WNV)，包括多層金屬層，每層金屬層都包括有金屬條103和104,各層的相鄰的金屬條103和104之間形成橫向結(jié)構(gòu)的電容。相鄰兩層的金屬條103和104之間形成交織狀結(jié)構(gòu)。每一層的金屬條103和104可以結(jié)構(gòu)一樣。
[0006]如圖3所示，是現(xiàn)有第三種MOM電容的結(jié)構(gòu)示意圖；現(xiàn)有第三種MOM電容為垂直平行板結(jié)構(gòu)(vertical parallel plates, VPP),包括多層金屬,各層金屬層的相鄰的金屬條105通過(guò)通孔107連接在一起形成一個(gè)垂直平行板，各層金屬層的相鄰的金屬條106通過(guò)通孔107連接在一起形成另一個(gè)垂直平行板，由兩個(gè)相鄰的金屬條105組成的垂直平行板和金屬條106組成的垂直平行板之間形成橫向結(jié)構(gòu)的電容。每一層的金屬條105和106可以結(jié)構(gòu)一樣。
[0007]現(xiàn)有三種結(jié)構(gòu)的MOM電容結(jié)構(gòu)的金屬層數(shù)不同時(shí)電容密度會(huì)有所調(diào)整，電容密度的范圍為I?3fF/ym2。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種MOM電容，能提高等效電容，增加電容密度，減少電路面積。
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的MOM電容包括多層金屬線(xiàn)圈，每一層金屬線(xiàn)圈都是由兩條金屬子線(xiàn)圈嵌套形成。
[0010]對(duì)于每一層所述金屬線(xiàn)圈的兩條所述金屬子線(xiàn)圈有如下結(jié)構(gòu):兩條所述金屬子線(xiàn)圈都分別由一條金屬線(xiàn)環(huán)繞而成、環(huán)繞方向相同、環(huán)繞的圈數(shù)也相同，第一條金屬子線(xiàn)圈和第二條金屬子線(xiàn)圈之間由氧化層隔離、所述第一條金屬子線(xiàn)圈和所述第二條金屬子線(xiàn)圈的各圈金屬線(xiàn)段的側(cè)面會(huì)交疊并在對(duì)應(yīng)的金屬層形成橫向的電容；最頂層的所述金屬線(xiàn)圈包括兩個(gè)電極端口，第一電極端口位于最頂層的所述金屬線(xiàn)圈的所述第一條金屬子線(xiàn)圈的外側(cè)端口，第二電極端口位于最頂層的所述金屬線(xiàn)圈的所述第二條金屬子線(xiàn)圈的外側(cè)端口；
[0011]兩個(gè)相鄰層的所述金屬線(xiàn)圈之間具有如下結(jié)構(gòu)關(guān)系:
[0012]上層所述金屬線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的金屬線(xiàn)的環(huán)繞方向相反，兩個(gè)相鄰層的所述金屬線(xiàn)圈之間用氧化層隔離；
[0013]上層所述金屬線(xiàn)圈的第一條金屬子線(xiàn)圈的內(nèi)側(cè)端口和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的第二條金屬子線(xiàn)圈的內(nèi)側(cè)端口通過(guò)通孔相連，上層所述金屬線(xiàn)圈的第二條金屬子線(xiàn)圈的內(nèi)側(cè)端口和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的第一條金屬子線(xiàn)圈的內(nèi)側(cè)端口通過(guò)通孔相連；上層所述金屬線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈之間的金屬線(xiàn)會(huì)部分交疊，該交疊部分形成縱向電容。
[0014]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所有層的所述金屬線(xiàn)圈的金屬線(xiàn)的寬度相同，相鄰金屬線(xiàn)段之間的距離相等。
[0015]進(jìn)一步的改進(jìn)是，上層所述金屬線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈之間的金屬線(xiàn)的重疊部分的面積大于不重疊部分的面積。
[0016]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的MOM電容包括多層金屬線(xiàn)圈，每一層金屬線(xiàn)圈都是由兩條金屬子線(xiàn)圈嵌套形成。
[0017]對(duì)于每一層所述金屬線(xiàn)圈的兩條所述金屬子線(xiàn)圈有如下結(jié)構(gòu):兩條所述金屬子線(xiàn)圈都分別由一條金屬線(xiàn)環(huán)繞而成、環(huán)繞方向相同、環(huán)繞的圈數(shù)也相同，第一條金屬子線(xiàn)圈和第二條金屬子線(xiàn)圈之間由氧化層隔離、所述第一條金屬子線(xiàn)圈和所述第二條金屬子線(xiàn)圈的各圈金屬線(xiàn)段的側(cè)面會(huì)交疊并在對(duì)應(yīng)的金屬層形成橫向的電容；最頂層的所述金屬線(xiàn)圈包括兩個(gè)電極端口，第一電極端口位于最頂層的所述金屬線(xiàn)圈的所述第一條金屬子線(xiàn)圈的外側(cè)端口，第二電極端口位于最頂層的所述金屬線(xiàn)圈的所述第二條金屬子線(xiàn)圈的外側(cè)端口。
[0018]兩個(gè)相鄰層的所述金屬線(xiàn)圈之間具有如下結(jié)構(gòu)關(guān)系:上層所述金屬線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的金屬線(xiàn)的環(huán)繞方向相同，兩個(gè)相鄰層的所述金屬線(xiàn)圈之間用氧化層隔離；上層所述金屬線(xiàn)圈的第一條金屬子線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的第一條金屬子線(xiàn)圈的各圈金屬線(xiàn)段在縱向上完全重疊，上層所述金屬線(xiàn)圈的第一條金屬子線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的第一條金屬子線(xiàn)圈的各圈金屬線(xiàn)段通過(guò)通孔相連；上層所述金屬線(xiàn)圈的第二條金屬子線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的第二條金屬子線(xiàn)圈的各圈金屬線(xiàn)段在縱向上完全重疊，上層所述金屬線(xiàn)圈的第二條金屬子線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的第二條金屬子線(xiàn)圈的各圈金屬線(xiàn)段通過(guò)通孔相連。
[0019]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所有層的所述金屬線(xiàn)圈的金屬線(xiàn)的寬度相同，相鄰金屬線(xiàn)段之間的距離相等。
[0020]進(jìn)一步的改進(jìn)是，兩個(gè)相鄰層的所述金屬線(xiàn)圈之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系中:上層所述金屬線(xiàn)圈的第一條金屬子線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的第一條金屬子線(xiàn)圈的各圈金屬線(xiàn)段通過(guò)條狀通孔相連，所述條狀通孔和對(duì)應(yīng)的金屬線(xiàn)段平行；上層所述金屬線(xiàn)圈的第二條金屬子線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的第二條金屬子線(xiàn)圈的各圈金屬線(xiàn)段通過(guò)條狀通孔相連，所述條狀通孔和對(duì)應(yīng)的金屬線(xiàn)段平行。
[0021]本發(fā)明的MOM電容的兩個(gè)極板都分別由金屬線(xiàn)圈組成，金屬線(xiàn)圈能夠增加MOM電容的寄生電感，從而能夠提高M(jìn)OM電容的等效電容、增加電容密度并減少電路面積。本發(fā)明能夠增加等效電容的原理為:從高頻阻抗公式
【權(quán)利要求】
1.一種MOM電容，其特征在于:包括多層金屬線(xiàn)圈，每一層金屬線(xiàn)圈都是由兩條金屬子線(xiàn)圈嵌套形成； 對(duì)于每一層所述金屬線(xiàn)圈的兩條所述金屬子線(xiàn)圈有如下結(jié)構(gòu): 兩條所述金屬子線(xiàn)圈都分別由一條金屬線(xiàn)環(huán)繞而成、環(huán)繞方向相同、環(huán)繞的圈數(shù)也相同，第一條金屬子線(xiàn)圈和第二條金屬子線(xiàn)圈之間由氧化層隔離、所述第一條金屬子線(xiàn)圈和所述第二條金屬子線(xiàn)圈的各圈金屬線(xiàn)段的側(cè)面會(huì)交疊并在對(duì)應(yīng)的金屬層形成橫向的電容； 最頂層的所述金屬線(xiàn)圈包括兩個(gè)電極端口，第一電極端口位于最頂層的所述金屬線(xiàn)圈的所述第一條金屬子線(xiàn)圈的外側(cè)端口，第二電極端口位于最頂層的所述金屬線(xiàn)圈的所述第二條金屬子線(xiàn)圈的外側(cè)端口； 兩個(gè)相鄰層的所述金屬線(xiàn)圈之間具有如下結(jié)構(gòu)關(guān)系: 上層所述金屬線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的金屬線(xiàn)的環(huán)繞方向相反，兩個(gè)相鄰層的所述金屬線(xiàn)圈之間用氧化層隔離； 上層所述金屬線(xiàn)圈的第一條金屬子線(xiàn)圈的內(nèi)側(cè)端口和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的第二條金屬子線(xiàn)圈的內(nèi)側(cè)端口通過(guò)通孔相連，上層所述金屬線(xiàn)圈的第二條金屬子線(xiàn)圈的內(nèi)側(cè)端口和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的第一條金屬子線(xiàn)圈的內(nèi)側(cè)端口通過(guò)通孔相連；上層所述金屬線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈之間的金屬線(xiàn)會(huì)部分交疊，該交疊部分形成縱向電容。
2.如權(quán)利要求1所述的MOM電容，其特征在于:所有層的所述金屬線(xiàn)圈的金屬線(xiàn)的寬度相問(wèn)。
3.如權(quán)利要求1所述的MOM電容，其特征在于:所有層的所述金屬線(xiàn)圈的相鄰金屬線(xiàn)段之間的距離相等。
4.如權(quán)利要求1所述的MOM電容，其特征在于:上層所述金屬線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈之間的金屬線(xiàn)的重疊部分的面積大于不重疊部分的面積。
5.一種MOM電容，其特征在于:包括多層金屬線(xiàn)圈，每一層金屬線(xiàn)圈都是由兩條金屬子線(xiàn)圈嵌套形成； 對(duì)于每一層所述金屬線(xiàn)圈的兩條所述金屬子線(xiàn)圈有如下結(jié)構(gòu): 兩條所述金屬子線(xiàn)圈都分別由一條金屬線(xiàn)環(huán)繞而成、環(huán)繞方向相同、環(huán)繞的圈數(shù)也相同，第一條金屬子線(xiàn)圈和第二條金屬子線(xiàn)圈之間由氧化層隔離、所述第一條金屬子線(xiàn)圈和所述第二條金屬子線(xiàn)圈的各圈金屬線(xiàn)段的側(cè)面會(huì)交疊并在對(duì)應(yīng)的金屬層形成橫向的電容； 最頂層的所述金屬線(xiàn)圈包括兩個(gè)電極端口，第一電極端口位于最頂層的所述金屬線(xiàn)圈的所述第一條金屬子線(xiàn)圈的外側(cè)端口，第二電極端口位于最頂層的所述金屬線(xiàn)圈的所述第二條金屬子線(xiàn)圈的外側(cè)端口； 兩個(gè)相鄰層的所述金屬線(xiàn)圈之間具有如下結(jié)構(gòu)關(guān)系: 上層所述金屬線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的金屬線(xiàn)的環(huán)繞方向相同，兩個(gè)相鄰層的所述金屬線(xiàn)圈之間用氧化層隔離； 上層所述金屬線(xiàn)圈的第一條金屬子線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的第一條金屬子線(xiàn)圈的各圈金屬線(xiàn)段在縱向上完全重疊，上層所述金屬線(xiàn)圈的第一條金屬子線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的第一條金屬子線(xiàn)圈的各圈金屬線(xiàn)段通過(guò)通孔相連； 上層所述金屬線(xiàn)圈的第二條金屬子線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的第二條金屬子線(xiàn)圈的各圈金屬線(xiàn)段在縱向上完全重疊，上層所述金屬線(xiàn)圈的第二條金屬子線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的第二條金屬子線(xiàn)圈的各圈金屬線(xiàn)段通過(guò)通孔相連。
6.如權(quán)利要求5所述的MOM電容，其特征在于:所有層的所述金屬線(xiàn)圈的金屬線(xiàn)的寬度相問(wèn)。
7.如權(quán)利要求5所述的MOM電容，其特征在于:所有層的所述金屬線(xiàn)圈的相鄰金屬線(xiàn)段之間的距離相等。
8.如權(quán)利要求5所述的MOM電容，其特征在于:兩個(gè)相鄰層的所述金屬線(xiàn)圈之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系中: 上層所述金屬線(xiàn)圈的第一條金屬子線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的第一條金屬子線(xiàn)圈的各圈金屬線(xiàn)段通過(guò)條狀通孔相連，所述條狀通孔和對(duì)應(yīng)的金屬線(xiàn)段平行； 上層所述金屬線(xiàn)圈的第二條金屬子線(xiàn)圈和相鄰的下層所述金屬線(xiàn)圈的第二條金屬子線(xiàn)圈的各圈金屬線(xiàn)段通過(guò)條狀通孔相連，所述條狀通孔和對(duì)應(yīng)的金屬線(xiàn)段平行。
【文檔編號(hào)】H01L23/522GK103839916SQ201210488405
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月26日
【發(fā)明者】黃景豐 申請(qǐng)人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司